Page 66 - 理化检验-物理分册2025年第四期
P. 66
李 明，等：压缩机齿轮轴端齿盘断齿原因
图 6 齿面磨屑的能谱分析结果
图 7 轴端齿断口剖面试样的微观形貌
图 8 未断裂单齿剖面试样的微观形貌
坑处，存在二次裂纹。 堆积和剥落麻坑，磨屑中含有铁的氧化物，为典型
依据GB/T 6394—2017 《金属平均晶粒度测定 的微动磨损形貌；断口源区可见台阶特征，扩展区
方法》对断裂轴端齿的晶粒度进行检验，结果如图9 存在疲劳辉纹、二次裂纹和交变挤压痕迹，符合疲
所示，可见其奥氏体晶粒度为8级，符合企业标准要 劳断口的微观形貌特征 [1-2] ；瞬断区呈韧窝形貌，且
求（不小于5级）。 深度仅为 36 μm， 说明轴端齿发生了高周低应力作
依据GB/T 10561—2023《钢中非金属夹杂物 用下的疲劳断裂。疲劳裂纹起源于齿面微动磨损
含量的测定 标准评级图显微检验法》对断裂轴端齿 形成的麻坑处，因此微动磨损是轴端齿疲劳断裂的
的非金属夹杂物进行检验，结果如表4所示，断裂轴 直接原因。
端齿中的非金属夹杂物符合企业标准要求。 未断裂齿面的承载侧与非承载侧均存在微动磨
损，且磨损形成的亮区、暗区交界处与断口的相对位
2 综合分析
置和角度大致相同，均位于沿齿宽方向的外端，与轴
由上述理化检验结果可知：断裂轴端齿的化学 向约呈45°， 说明各齿面具有相似的应力状态，且齿
成分、晶粒度、非金属夹杂物均符合企业标准要求， 面外端所受的接触应力较大。断裂端齿盘为正梯形
显微组织为低碳回火马氏体，为渗碳淬火心部的正 收缩齿形，该齿形在动平衡条件下，齿面内端齿尖处
常组织，布氏硬度超出标准上限。断口和齿面的宏 所受的接触应力最大，因此断裂端齿盘在服役时存
观及微观观察结果显示，裂纹起源于齿面磨痕处； 在偏载现象。
源区附近齿面的磨痕区域存在犁沟、微裂纹、磨屑 端齿副通过中心拉杆连接，装配时对拉杆施加
50
